M11 Keamanan pada Sistem Terdistribusi

SISTEM

TERDISTRIBUSI

M11 Keamanan pada Sistem Terdistribusi

SISTEM INFORMASI

Pendahuluan

 Bagaimana pengguna dapat melindungi transaksi

dalam suatu sistem terdistribusi?

 Dapatkah user melindungi pengiriman data?

 Dapatkah user men-setup saluran yang aman untuk

komunikasi?

 Dapatkah user menentukan pengirim data?

 Kebutuhan untuk melindungi kesatuan dan rahasia

informasi dan sesumber lain yang dimiliki oleh individu ataupun organisasi dapat meliputi keamanan fsik maupun data digital.

 Kebutuhan ini muncul karena sesumber tersebut

Ancaman dan Serangan

 Tujuan utama dengana danya keamanan adalah

untuk membatasi akses informasi dan sesumber hanya untuk pemakai yang memiliki hak akses.

 Ancaman keamanan:

 Leakage (kebocoran): pengambilan informasi oleh

penerima yang tidak berhak.

 Tempering: Pengubahan informasi yang tidak legal  Vandalism (perusakan): gangguan operasi sistem

Ancaman dan Serangan

 Serangan pada sistem terdistribusi tergantung

pada pengaksesan ke saluran komunikasi yang ada atau membuat saluran abru yang menyamarkan (masquerade) sebagai koneksi legal.

 Penyerangan Pasive: Hanya mengamati

komunikasi atau data.

 Penyerangan Aktif: Secara aktif memodifkasi

komunikasi atau data:

Metode Penyerangan



Klasifkasi metode penyerangan:



Eavesdropping:

 Mendapatkan duplikasi pesan tanpa ijin.



Masquerading:

 Mengirim atau menerima pesan

Metode Penyerangan



Klasifkasi metode penyerangan:



Message tampering:

 Mencegat atau menangkap pesan dan

Metode Penyerangan



Klasifkasi metode penyerangan:



Replaying

 Menyimpan pesan yang ditangkap untuk

pemakaian berikutnya.



Denial of Service

 Membanjiri saluran atau sesumber lain

Ancaman dari Mobile Code



Mobile Code

 Kode yang diload ke sebuah proses dari

remote server dan dijalankan secara lokal.

Ancaman dari Mobile Code



JVM Security :

 Setiap lingkungan eksekusi java mobile

code diatur oleh Security Manager. Contoh: Applet tidak diijinkan untuk menulis atau membaca fle lokal.

 Mobile code yang diunduh, disimpan secara

terpisah dari kelas-kelas lokal, untuk mecegah penimpaan.

 Bytecode dicek untuk validasi. Instruksi

Mengamankan transaksi

elektronis



Kemanan

sangat

dibutuhkan

pada

kebanyakan transaksi:

 E-Commerce  Banking

 E-Mali

 Bagaimana mengamankan isi email dan

Mengamankan transaksi

elektronis

 Transaksi elektronik dapat aman jika dilindungi

dengan kebijakan dan mekanisme keamanan.

 Contoh: Pemberli harus dilindungi terhadap

Perancangan Sistem yang

Aman



Merupakan tugas yang sulit!

 Tujuannya adalah mencegah semua

serangan yang saat ini diketahui ataupun yang akan datang.

 Rancangan mengikuti standard yang ada

 Mendemokan validasi melawan ancaman yang

diketahui

 Audit terhadap kegagalan yang terdeteksi.

 Ada keseimbangan antara biaya terhadap

Perancangan Sistem yang

Aman



Beberapa rancangan yang buruk:

 Antarmuka dibuka  Jaringan tidak aman

 Membatasi waktu dan ruang lingkup setiap

kunci rahasia

 Algoritma dan kode program tersedia bagi

penyerang

 Penyerang memiliki akses ke sesumber

 Meminimalkan komputer yang menjadi inti

Kebijakan dan Mekanisme

 Pada kemanan fsik, akan menggunakan:

 Kebijakan/Layanan Keamanan

 Aturan yang mengatur pengaksesan ataupun berbagi

sesumber yang tersedia.

 Menyangkut apa saja yang diterapkan

 Contoh: Kebijakan keamanan untuk suatu dokumen: hanya

diperbolehkan sekelompok pegawai untuk mengakses

 Mekanisme Keamanan

 Kebijakan dapat dijalankan dengan bantuan mekanisme

keamanan

 Menyangkut bagaimana menerapkannya

 Contoh: mengakses dokumen dikontrol dengan distribusi

Kebijakan dan Mekanisme



Pemisahan

antara

kebijakan

dan

mekanisme keamanan akan membantu

memisahkan

kebutuhan

implementasinya

 Kebijakan menspesifkasikan kebutuhan

 Mekanisme menerapkan spesifkasi

Kebijakan dan Mekanisme

 Security Service, menurut defnisi OSI:

 Access Control, Perlindungan terhadap pemakaian

tak legak.

 Authentication, Menyediakan jamninan identitas

sesorang

 Confdentiality (kerahasiaan), Perlindungan

terhadap pengungkapan identitas tak legak.

 Integrity, Melindungi dari pengubahan data yang

tak legak

 Non-repudiation (penyangkalan), Melindungi

Kebijakan dan Mekanisme

 Tiga dasar Mekanisme Kemanan yang dibangun:

 Enkripsi

 Digunakan untuk menyediakan kerahasiaan, dapat

menyediakan authentication dan perlindungan integritas

 Digital Signature

 Digunakan untuk menyediakan authentication, perlindungan

integritas, dan non-repudiation.

 Algoritma Checksum/Hash

 Digunakan untuk menyediakan perlindungan integritas, dan

dapat menyediakan authentication

 Satu atau lebih mekasime dikombanisasikan

Service, Mekanisme dan

Algoritma



Sebuah protokol keamanan

menyediakan satu atau lebih layanan

(service)



Service dibangun dari satu atau lebih

mekanisme

Teknik Keamanan



Ekripsi adalah proses pengkodean pesan

untuk menyembunyikan isi.



Algoritma

enkripsi

modern

menggunakan kunci (

key

).

Teknik Keamanan



Ada dua tipe algoritma enkripsi:

 Shared Secret Key

 Pengirim dan penerima harus berbagi kunci

dan tidak diberikan kepada orang lain.

 Public/Private Key Pair

 Pengirim pesan menggunakan public key (kunci

yang dipublikasikan ke penerima) untuk mengenkrip pesan.

 Penerima menggunakan private key yang

Manajemen Kunci



Dua kelas kunci

 Short term session keys

 Disebut juga dengan ephemeral keys

 Secara umum dibuat secara otomatis dan tidak

tampak

 Digunakan untuk satu pesan atau session dan

dibuang

 Long term keys

Manajemen Kunci



Long term keys digunakan untuk dua

tujuan

 Authentication

 Termasuk kontrol akses, integritas, dan

non-repudiation

 Confdentiality (enkripsi)

 Membuat session key

Notasi Kriptograf



K

_A

A secret key



K

_B

B secret key



K

AB

Secret key shared between A and

B



K

Apriv

A’s private key (known only to A)



K

Apub

A’s public key (published by A for all

to read)



{M}

K

Message M encrypted with key K



[M]

Peran Pokok Kriptograf

 Kerahasiaan dan integritas

 Komunikasi rahasia dengan shared secret key

 A menginginkan mengirim informasi ke B menggunakan

shared secret key KAB

 B membaca pesan terenkrip menggunakan fungsi

dekrip yang sesuai D(KAB , M)

 Masalah yang dapat muncul :

 Bagaimana A dapat mengirim shared key K_AB ke B dengan

aman?

 Bagaimana B mengetahui bahwa sembarang {Mi} bukanlah

Peran Pokok Kriptograf



Authentication

 Kriptograf digunakan untuk mendukung

mekanisme authentication antar sepasang node

 Seseorang pelaku jika berhasil mendekrip

pesan menggunakan suatu kunci yang cocok, berarti pesan tersebut asli (authentic) dari pengirim yang sebenarnya.

 Dikembangkan pertama kali oleh Roger

Peran Pokok Kriptograf

Skenario 1 : Authentication dengan server

 A ingin mengakses fle yang disimpan oleh B

pada fle server. S adalah authentication server

yang memebrikan A dan B password dan menyimpan secret key untuk semua pemakai dalam sistem.

 Sebagai contoh S mengetahui kunci A (K_A )dan

B(KB) Kunci ini dikenal dengan nama tiket.

Skenario 1 : Authentication dengan server

1.

A mengirim sebuah pesan (tidak

terenkrip) ke S untuk meminta tiket

untuk mengakses B (

A -> S: A, B, N

A

)

2.

S mengirim ke A yang terenkrip dengan

K

A

yang berisi tiket yang dienkrip

dengan

K

B

dan kunci baru

K

AB

untuk

digunakan

ketika

berkomunikasi

dengan B. {{Tiket}

K

B

,

K

AB

}

K

A

Skenario 1 : Authentication dengan server

3.

A

mendekrip

response

tersebut

menggunakan

K

A

(yang dihasilkan dari

password-nya, password tidak dikirimkan

pada jaringan). Jika A memiliki kunci yang

benar, dia mendapat tiket yang valid

untuk mengakses B dan kunci enkripsi

baru untuk berkomunikasi dengan B.

4.

A mengirim tiket ke B bersamaan dengan

Skenario 1 : Authentication dengan server

5.

B dekrip tiket menggunakan kuncinya

K

B

. B mendapat identifkasi A yang sah

dan

shared key

baru

K

AB

(

session key

)

untuk berinteraksi dengan A. B akan

mengenkrip pesan saat itu (

N

B

) dengan

kunci

K

AB

. {

N

B

}

K

AB

.

6.

A mengirim balasan ke B dengan

Skenario 2 : Authentication dengan public

key



Diasumsikan B menghasilkan

public key

dan

private key

.

 A mengakses layanan distribusi kunci untuk

mendapatkan public key certifcate yang mengandung public key B. Disebut

Skenario 2 : Authentication dengan public

key

 Diasumsikan B menghasilkan public key dan private

key.

 A membuat shared key baru (K_AB ) dan mengenkripnya

menggunakan KBpub dengan algoritma public key. A

mengirim hasilnya ke B, dengan suatu nama unik yang menunjukkan apsangan public/private key, sehingga A mengirim keyname {KAB } KBpub ke B.

 B menggunakan private key K_Bpriv untuk mendekrip K_AB

 Ilustrasi di atas menggambarkan kriptograf public

Peran Pokok Kriptograf



Digital Signature

 Didasarkan pada suatu ikatan tanda (yang

tak dapat dirubah) ke suatu pesan atau dokumen yang hanya diketahui oleh si penandatangan.

 Hal ini dapat dicapai dengan car

amengenkrip sebuah pesan terkompresi (digest)dengan menggunakan private key.

 Digest memiliki ukuran yang tetap yang

Peran Pokok Kriptograf



Digital Signature

 A ingin mendatangani dokumen M,

sehingga penerima dapat yakin bahwa M adalah berasal dari A.

 A menghitung digest dokumen dengan fungsi

Digest(M).

 A mengenkrip digest dengan private key-nya,

dan ditambahkan ke M, sehingga menghasilkan {Digest(M)K_Apriv}

 B menerima dokumen tersebut dan mengambil

M dan menghitung digest(M).

 B mendekrip dengan {Digest(M)} K_Apriv

Digest Function



Sebuah digest function yang aman harus

(sering disebut dengan

one-way hash

function

):

 Diberikan M, mudah untuk menghitung h

 Diberikan h, sangat sulit untuk menghitung

M

 Diberikan M, sangat sulit untuk

Digest Function



MD5 (Message Digest 5) oleh Rivest

(1991)

 Dapat ditemukan di RFCs 1319-1321  Panjang digest : 128 bit



SHA (Secure Hash Algorithm)

 Panjang digest : 160 bit

Solusi

 Sebuah Certifcation Authority (CA) dapat

memecahkan masalah tersebut.

 CA menandatangani kunci Alice untuk

Certifcate

 Sertifkat digital adalah dokumen yang berisi

pernyataan ditandatangani oleh pemegangnya. Contoh:

1. B adalah Bank. Nasabah ingin meyakinkan ketika

menghubungi bahwa B adalah bank yang dimaksud. B eprlu untuk mengesahkan (authenticate) pelanggannya sebelum memberikan nasabah akses ke account mereka.

2. A dapat menggunakan sertifkat tersebut ketika

Certifcate

3. Sebuah toko C dapat menerima sertifkat

untuk mendebet rekening A. untuk itu C perlu KBpub untuk meyakinkan bahwa

sertifkat tersebut sah, yaitu well-known

dan terpercaya.

4. Misal, F adalah Bank Indonesia, sebagai

pemberi otoritas (certifying authority), yang akan memberikan public-key certifcate

Certifcate

5.

Sehingga C dapat yakin akan sertifkat

Format Sertifkat Standard



Untuk membuat sertifkat bermanfaat,

diperlukan:

 Format standard dan representasi sehingga

pembuat sertifkat dan pemakai dapat menyusun dan menterjemahkannya.

Persetujuan terhadap cara urutan pembuatan sertifkat

Contoh dengan JSEE

Algoritma Kriptograf



Pesan M (

plaintext

) di enkodekan dengan

fungsi E dan sebuah kunci K untuk

menjadi

ciphertext

.

E(K,M) = {M}

K



Pesan didekripsi dengan menggunakan

fungsi D dan kunci L

Algoritma Kriptograf

 Algoritma kriptograf:

 Symmetric (secret-key)

 Kunci yang sama digunakan di kedua algoritma

 Menggunakan secret key ketika algoritma dipublikasikan

 One-way function

 Asymmetric (public-key)

 Menggunakan pan public/private key

 Pola public key dimunculkan pertama oleh Dife Hellman

(1976)

 Dasar public key: trap-door function adalah one-way

Chiper Block Chanining



Untuk ukuran block data yang tetap,

yang populer adalah 64 bit



Pesan dibagi ke dalam block, dan block

terakhir di

padding

ke ukuran standard

yang digunakan, dan setiap block

dienkrip secara independent.

Chiper Block Chanining



Chiper Block Chaining

 Mengirim block terenkrip XOR block

terenkrip sebelumnya

 Mengkodekan ulang menggunakan operasi

XOR dengan blok sebelumnya.

 Jika ada kegagalan akan dihentikan

Stream Chiper



Menggunakan

fasilitas

incremental

encryption



Keystream generator

 Menghasilkans tream bit yang digunakan

untuk memodifkasi isi data

 XOR diterapkan sebelum dikirimkan

 XOR diterapkan untuk mendekode ulang  Keystream harus aman

 Chper block chaining mungkin digunakan